Použitie laserových diód umožní urobiť ďalší prelom vo vývoji technológií ako napr
Dlhodobé organické laserové diódyboli považované za nedosiahnuteľný cieľ v oblasti zariadení vyžarujúcich svetlo. Na vyžarovanie svetla používajú organické materiály namiesto anorganických polovodičov, ako je arzenid gália a nitrid gália používané v tradičných zariadeniach.
Laserové diódy sú v mnohých ohľadoch podobné organickým diódam.Svetelné diódy (OLED), v ktorých tenká vrstva organických molekúl vyžaruje svetlo, keď sa použije elektrická energia. OLED sa stali populárnou voľbou pre displeje smartfónov vďaka ich vysokej účinnosti a žiarivým farbám, ktoré možno ľahko upravovať vytváraním nových organických molekúl.
Organické laserové diódy produkujú oveľa viacčistejšie svetlo, ale na dosiahnutie procesu generovania sú potrebné prúdy vyššie ako tie, ktoré sa používajú v LED. Tieto extrémne podmienky spôsobili, že predtým študované zariadenia zlyhali dlho predtým, ako sa začalo generovať žiarenie.
Vedci z Výskumného centra organickej fotoniky a elektroniky na univerzite Kyushu oznámili, že zrealizovali organické polovodičové laserové diódy.
„Myslím si, že veľa ľudí vo vedeckej komunitepochybovali, či sa niekedy dočkáme implementácie organickej laserovej diódy, hovorí Atula S. D. Sandanayaka, hlavný autor článku. "Ale vďaka vylepšeným materiálom a novým zariadeniam sa nám to konečne podarilo."
Dôležitým krokom vo výrobe je dodávka veľkýchmnožstvo elektrického prúdu do organických vrstiev, aby sa dosiahol stav nazývaný inverzia populácie. Vysoká odolnosť mnohých organických materiálov však sťažuje generovanie dostatočného množstva elektrického náboja predtým, ako sa samotné materiály zahrejú a zhoria.
Okrem toho rôzne stratové procesy, ktoré sú súčasťou väčšiny organických materiálov a zariadení pracujúcich pri vysokých prúdoch, znižujú účinnosť a zvyšujú požadovaný prúd ešte vyššie.
Prekonať tieto prekážkyVýskumný tím používal vysoko výkonný organický materiál emitujúci svetlo (BSBCz) s relatívne nízkou odolnosťou voči elektrine a malými stratami - dokonca aj pri veľkom množstve elektriny. Samotný správny materiál však nestačil.
Foto: Schematické znázornenie organickej polovodičovej laserovej diódy produkujúcej modré laserové žiarenie, keď je elektricky excitované.
Vyvinuli tiež dizajn zariadenia smriežka izolačného materiálu nad jednou z elektród používaných na dodávanie elektriny do tenkých organických vrstiev. Takéto mriežky - nazývané distribuované spätnoväzbové štruktúry - sú známe tým, že vytvárajú optické efekty potrebné na laserové žiarenie, ale vedci to urobili ešte o krok ďalej.
„Optimalizáciou týchto sietí sme dokázali nielenzískať požadované optické vlastnosti, ale aj kontrolovať tok elektriny v zariadeniach a minimalizovať množstvo elektriny potrebnej na pozorovanie laserového žiarenia z organického tenkého filmu,“ hovorí Adachi.
Výskumní pracovníci sú natoľko dôverní v ich sľubNové zariadenia, ktoré založili začínajúcu spoločnosť KOALA Tech Inc., urýchľujú výskum a prekonávajú posledné prekážky, ktoré zostali pri používaní organických laserových diód v sériovej výrobe.